九章量子 九章量子计算机和你有啥关系 专家说：量子科技就在我们身边

读创/深圳商报记者袁经纬

最近，我国第一台量子计算机——九章量子计算机，使量子信息技术的研究再次成为热门话题。什么是量子？量子技术和芯片有什么关系？自旋芯片能成为主流芯片吗？12月16日，2020深圳量子技术与芯片高峰论坛在金融科技大厦举行，众多专家就上述问题展开讨论。

本次活动由南山区粤海街道办事处、南山科技创新局主办，NLD深圳南山总支、深圳科技产业园集团、国家超级计算深圳中心承办。

“量子技术就在我们身边”

在演讲中，2020年科学探索奖获得者、中国南方科技大学教授张力元详细介绍了量子的定义、特性和材料。他说，虽然“量子”对每个人来说都是一个深刻的概念，而且中国第一台量子计算原型机刚刚问世，但量子技术早已在我们身边，比如移动计算机、大数据中心、核电、核磁共振成像设备等。以超导量子材料为代表的新型量子材料也广泛应用于生活中，如超导电视、超导磁悬浮列车等。

张力元说，量子材料及其应用研究是目前基础科学最前沿的研究领域之一，各国正在加快量子信息技术相关领域的布局。国际上，欧盟启动了量子技术项目，美国政府启动了量子技术重点研究计划，未来三年投资13亿美元。中国已经开始了“量子通信和量子计算”的研究，各种形式的量子中心已经在大学里建立起来。例如，中国南方科技大学于2015年开始量子力学研究。

谈及中国量子材料研究的未来，张力元表示，这是中国超越和领先的关键领域。他解释说，目前各国都处于量子研究的初级阶段，中国越来越重视基础研究。已经储备了一定数量的量子研究人才，具有良好的研究条件和工作基础，甚至在某些方面达到了国际水平。他对未来充满信心。

后摩尔时代需要自旋芯片

业内认为，进入10nm工艺后，摩尔定律似乎失效了，处理器性能翻倍所需的时间从原来的两年延长到了三年，半导体芯片行业的发展遇到了技术瓶颈。对此，国际自旋电子学专家、香港中文大学教授周燕表示，“后摩尔时代需要自旋芯片。”

根据周燕的说法，spin chip是各种MRAM的总称，它经历了三个发展阶段:MRAM、STT-MRAM和MeRAM。它具有集成度高、功耗低、速度快、灵敏度高、防辐射等优点。它可以将信息的获取、传输、处理和存储有机地结合起来。原则上可以替代各种存储器的应用，成为未来的通用存储器。

目前，MRAM和STT-MRAM已经实现工业化，许多国家和企业正在积极推动用自旋芯片替代SRAM和Flash存储器。比如三星2019年开始量产28nm嵌入式MRAM，未来两三年将进入量产；SK海力士、英特尔、辛格也掌握了22nm嵌入式MRAM的量产工艺。

此外，磁硅明歌子芯片也在开发中。周燕表示，中国应尽快集中力量进行布局，尤其是在工艺、材料和核心技术方面。

尺寸增强可以达到微缩效果

量子计算是量子力学的一个重要研究方向，具有超强的计算能力。以九章量子计算机为例，在处理高斯玻色采样问题时，在求解5000万个样本的高斯玻色采样时，世界上最快的超级计算机“福越”需要6亿年，而九章量子计算机只需要200秒。如果把量子计算应用到芯片上，只需要注入几个量子，就可以达到很高的计算速度。为了将量子注入芯片，对集成电路的光刻和刻蚀的要求非常高。

“小型化是集成电路的主流发展路径。小型化靠的是EUV光刻机，但没有EUV光刻机技术中国怎么发展集成电路？”中国南方科技大学教授张说，小型化的效果可以通过增加尺寸来实现。

张说，中国的芯片制造技术与国际相比还有很大差距。在这样的背景下，他建议深圳在芯片产业布局、技术路径上的科研和量产上注重社会投资和战略投资，在关注外围电路产业的同时，关注硬核电路。

点评:孙